1 / 42

Aplicatii Web bazate pe semantica, agenti si servicii

http://turing.cs.pub.ro/webs_08. Aplicatii Web bazate pe semantica, agenti si servicii. Universitatea Politehnica Bucuresti Anul universitar 2008-2009, Master Adina Magda Florea. Reguli de productie. Avantaje ale regulilor Tipuri de reguli Sisteme bazate pe reguli Web Rule Languages.

hinda
Download Presentation

Aplicatii Web bazate pe semantica, agenti si servicii

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. http://turing.cs.pub.ro/webs_08 Aplicatii Web bazate pe semantica, agenti si servicii Universitatea Politehnica BucurestiAnul universitar 2008-2009, MasterAdina Magda Florea

  2. Reguli de productie • Avantaje ale regulilor • Tipuri de reguli • Sisteme bazate pe reguli • Web Rule Languages

  3. 1. Reguli - avantaje • Avantaje • Cunostinte procedurale in maniera declarativa • Permit atasare procedurala • Se pot combina cu ontologiile: derivare concepte • Modelarea proceselor, inclusiv a celor de business • Exprimarea protocoalelor de business • Exprimarea conditiilor de exceptie

  4. De ce ne intereseaza? • Utilizate de agenti pentru a descrie comportarea • Utilizate ca specificare a compunerii serviciilor • Utilizate in modelarea proceselor de business

  5. 2. Tipuri de reguli • Reguli reactive – forma ECA • on eveniment if conditie then (executa) actiune • Utilizare • triggers in SMBD • codificarea proceselor (si apoi compunerea lor) • detectarea exceptiilor + ce se face • reguli de integritate • In practica se vor combina cu regulile de inferenta

  6. Tipuri de reguli • Reguli de inferenta • if anecedent then consecinta • Antecedent: conjunctie de clauze • Se permit si disjunctii de clauze caci se pot transforma in mai multe reguli • Concesinta: conjunctie de clauze • Nu se permit disjunctii • Fapte

  7. Exemplu (deftemplate person (slot first_name) (slot last_name) (slot age (type INTEGER)) ) (defrule eighteen_pers (person (first_name ?first_n) (age ?p_age)) (test (== ?p_age 18))) => (assert (eighteen_p (name ?first_n))) )

  8. Alt exemplu (deftemplate room (slot nember) (slot capacity (type INTEGER)(default 4)) (slot sexes_are) (slot vacancies (type INTEGER)) (multislot occupants)) (deftemplate student (slot name) (slot sex) (slot placed_in) (slot special_considerations (default no)) (defrule assign-student-empty-room ?unplaced_student  (student (name ?stud_name) (placed_in nil) (sex ?gender)) ?empty_room  (room (number ?room_no) (capacity ?room_cap) (vacancies ?max_size)) => (modify ?unplaced_student (placed_in ?room_no)) (modify ?empty_room (occupants ?stud_name) (sexes_are ?gender) (vacancies (-- ?max_size)) )

  9. Inlantuirea regulilor • Inlantuire inainte (forward chaining) • Inlantuire inapoi (backward chaining)

  10. 3. Sisteme bazate pe reguli • Ciclul recunoastere-actiune: • Match • Select • Act • WME = working memory element • Identificat printr-un "time tag" • Instantiere: multime de WME care satisface o regula • Multime de conflicte (CS) • Rezolvarea conflictelor

  11. Ciclul recunoastere-actiune Rule Base Working Memory Rules . . WMEs . . Facts Match Act Instantiations . . 1 Instantiation Conflict set Conflict resolution

  12. Ciclul recunoastere-actiune Match • O regula se poate aplica daca conditiile din antecedent sunt satisfacute de WMEs din WM • Procesul are 2 aspecte: • match intra-element • match inter-element (defrule teenager (person (firstName ?name) (age ?age)) => (printout t ?name " is " ?age " years old." crlf))

  13. Ciclul recunoastere-actiune Instantiations (CS) assign-private-room 41 9 assign-private-room 41 17 assign-private-room 52 9 assign-private-room 52 17 • match inter-element (defrule assign-private-room (student (name ?stud_name) (placed_in nil) (special_consideration yes)) (room (number ?room_no) (capacity 1) (vacancies 1) => … WMEs 41 (student name Mary sex F placed_in nil special_consideration yes) 52 (student name Peter sex M placed_in nil special_consideration yes) 9 (room number 221 capacity 1 vacancies 1) 12 (room number 346 capacity 2 vacancies 1) 17 (room number 761 capacity 1 vacancies 1)

  14. Rezolvarea conflictelor • Diferite strategii • Refractie = o aceeasi instantiere nu este executata de mai multe ori (2 instantieri sunt la fel daca au acelasi nume de regula si aceleasi time tags, in aceeasi ordine) • Momentu utilizarii = Se prefera instantierile care au identificat cu WMEs cu cele mai recente time tags sau invers • Specificitate = Au prioritate instantierile cu LHS mai specifice = nr de valori testate in LHS • teste asupra: nume clasa, predicat cu 1 arg constanta, predicat cu un operator variabila legata

  15. Rezolvarea conflictelor • Strategia LEX • Elimina din CS instantierile care au fost deja executate • Ordoneaza instantierile pe baza momentului utilizarii • Daca mai multe instantieri au aceleasi time tags, utilizeaza specificitate • Daca mai multe instantieri au aceeasi specificitate alege arbitrar • Strategia MEA – aceeasi dar utilizeaza primul time tag

  16. Eficienta executiei • Match – cam 80% din timpul ciclului recunoastere-actiune • Fiecare WME este comparat cu fiecare conditie din fiecare regula • O(R*FP), R – nr de reguli, P nr mediu de conditii in LHS regula, F – nr WME • RETE match algorithm – OPS5 • Salveaza starea de match intre 2 cicluri recunoastere-actiune • La crearea unui WME, acesta este comparat cu toate elementele conditie din program si este memorat impreuna cu fiecare element conditie cu care a identificat => • Numai schimbarile incrementale din WM sunt identificate in fiecare ciclu • O(R*F*P) aprox

  17. Compilarea regulilor • Se compileaza conditiile regulilor intr-o retea de noduri de test • Un test este un predicat cu o constanta sau variabila legata sau o disjunctie • Procesul de match are loc numai la adaugarea sau la eliminarea unui WME (modify este retract urmat de assert) (gate (type or) (value true)) (gate (type or) (value false)) • Node sharing 1 = gate type = or value = true value = false

  18. Compilarea regulilor • Un pointer la noul WME este trecut prin retea, incepand de la nodul radacina • Fiecare nod actioneaza ca un switch • Cand un nod primeste un pointer la un WME, testeaza WME asociat. Daca testul reuseste, nodul se deschide si WME trece mai departe • Altfel nu se intampla nimic • Daca un WME va trece prin retea, va fi combinat cu alte WME care trec pentru a forma o instantiere in CS • Pointerii la WME sunt trimisi prin reteaua RETE ca tokens = pointer + stare (assert sau retract)

  19. Tipuri de noduri in retea Nod cu 1 intrare = test intra-element • realizat de noduri cu 1 intrare • feicare nod efectueaza un test corespunzator unei conditii • Testarea aceleiasi variabile – tot noduri cu 1 intrare 1 = gate type = or value = true value = false

  20. Sisteme bazate pe reguli • Foarte multe • cele mai influente • OPS5 • ART • CLIPS • Jess • Familia Web Rule languages • In special RuleML si SWRL • Interoperabilitatea regulilor

  21. RuleML • RuleML Initiative - August 2000 Pacific Rim International Conference on Artificial Intelligence. • RuleML Initiative dezvolta limbaje bazate pe reguli deschise XML/RDF • Aceasta permite schimbul de reguli intre diferite sisteme, inclusiv componete software distribuite pe Web si sisteme client-server eterogene • Limbajul RuleML – sintaxa XML pentru reprezentarea cunostintelor sub forma de reguli • Integrarea cu ontologii: sistemul de reguli trebuie sa deriveze/utilizeze cunostinte din ontologie

  22. RuleML • RuleML – se bazeaza pe Datalog • Datalog = limbaj de interogare si reguli pentru baze de date deductive • Subset al Prolog cu restrictii: • argumente ne-functionale (constante sau variabile) • limitari in nivelul de apeluri recursive • variabilele din concluzie trebuie sa apara in predicate ne-negate din ipoteza • Hornlog – Datalog extins cu variabile functionale (termeni generali)

  23. RuleML • Reguli reactive = Observa/verifica anumite evenimente/conditii si executa o actiune – numai forward • Constrangeri de integritate = reguli speciale care semnaleaza inconistente cand se indeplinesc anumite conditii – numai forward • Reguli de inferenta (derivare) = reguli reactive speciale cu actiuni care adauga o concluzie daca conditiile (premisele sunt adevarate) - Se pot aplica atat forward cat si backward • Fapte = reguli de inferenta particulare cu premise Regui reactive Constangeri de integritate Reguli de derivare Fapte

  24. RuleML • Reguli reactive <rule> <_body> <and> prem1 ... premN </and> </_body> <_head> action </_head> </rule> • Constrangeri de integritate <ic> <_head> inconsistency </_head> <_body> <and> prem1 ... premN </and> </_body> </ic> implementate ca <rule> <_body> <and> prem1... premN </and> </_body> <_head> <signal> inconsistency </signal> </_head> </rule>

  25. RuleML • Reguli de inferenta/derivare <imp> <_head> conc </_head> <_body> <and> prem1 ... premN </and> </_body> </imp > implementate prin <rule> <_body> <and> prem1 ... premN </and> </_body> <_head> <assert> conc </assert> </_head> </rule> • Fapte <atom> <_head> conc </_head> </atom> implementate prin <imp> <_head> conc </_head> <_body> <and> </and> </_body> </imp>

  26. RuleML Fapte <atom> <rel>spending</rel> <ind>Peter Miller</ind> <ind>min 5000 euro</ind> <ind>previous year</ind> </atom> spending(petterMiller, min5000euro, previousYear).

  27. <imp> <head> <atom> <rel>discount</rel> <var>customer</var> <var>product</var> <ind>7.5 percent</ind> </atom> </head> <body> <and> <atom> <rel>premium</rel> <var>customer</var> </atom> <atom> <rel>luxury</rel> <var>product</var> </atom> </and> </body> </imp> Reguli de inferenta/derivare discount(Customer, Product, 7.5_percent):- premium(Customer), luxury(Product).

  28. SWRL • SWRL = Semantic Web Rule Language • Propunere W3C in 2004 • http://www.w3.org/Submission/SWRL/ • Combina OWL DL si OWL Lite cu RuleML • Regulile sunt exprimate in termenii conceptelor OWL (classe, proprietati, indivizi, …). • SWRL – sintaxa abstracta pt "Horn-like rules" • Regulile sunt salvate ca parte a ontologiei • Implementari in: Bossam, R2ML, Hoolet, Pellet, KAON2, RacerPro, SWRLTab

  29. SWRL hasParent(?x, ?y) ^ hasBrother(?y, ?z) -> hasUncle(?x, ?z) <ruleml:imp> <ruleml:_rlab ruleml:href="#example1"/> <ruleml:_body> <swrlx:individualPropertyAtom swrlx:property="hasParent"> <ruleml:var>x</ruleml:var> <ruleml:var>y</ruleml:var> </swrlx:individualPropertyAtom> <swrlx:individualPropertyAtom swrlx:property="hasBrother"> <ruleml:var>y</ruleml:var> <ruleml:var>z</ruleml:var> </swrlx:individualPropertyAtom> </ruleml:_body> <ruleml:_head> <swrlx:individualPropertyAtom swrlx:property="hasUncle"> <ruleml:var>x</ruleml:var> <ruleml:var>z</ruleml:var> </swrlx:individualPropertyAtom> </ruleml:_head> </ruleml:imp>

  30. Editorul SWRL • Editorul SWRL – extensie a Protegé OWL care permite editarea de reguli SWRL; • Inclus in Protégé OWL • Accesibil ca un tab • Ofera un Java API pentru interoperabilitate cu motoare de inferenta

  31. Verificari ale editorului • Numai regulile sintactic valide sunt salvate si care se leaga de entitati OWL • Se face o verificare semantica de baza:orice variabila referita in concluzie trebuie sa fie referita si in ipoteza • Cu toate acestea, regulile pot contrazice restrictiile din ontolgia OWL

  32. Cum se salveaza regulile • Regulile sunt salvate ca indivizi OWL • Clasele care descriu acesti indivizi se gasesc in ontologia SWRL • http://www.daml.org/rules/proposal/swrl.orl • Aceste clase includ: • swrl:Imp – reprezinta o regula SWRL • swrl:Atom – reprezinta un atom in regula • swrl:AtomList – reprezinta o lista de atomi • Motoare de inferenta bazate pe reguli pot folosi aceste reguli

  33. Interactiunea cu reguli in Protege • Prin fisiere – regulile SWRL sunt salvate in format standard • SWRL API – crearea si manipularea regulilor SWRL • Utilizata de editorul SWRL • Accesibila dezvoltatorilor • Se pot adauga motoare de inferenta; de ex Jess

  34. Interactiunea cu MI • Extrage cunostintele OWL relevante pentru inferente • Nu toate cunostintele trebuie extrase • Cunostintele necesare pot fi determinate din fiecare regula Exemplu: Man(Fred) ^ Man(?y) ^ hasParent(Fred, ?y) ^ hasBrother(?y,?z) -> hasUncle(Fred, ?z) necesita: • Individul Fred • Toti indivizii din clasa Man si subclase • Proprietatile hasProperty ale lui Fred si toate sub-proprietatile acestora • Toti indivizii cu proprietatea hasBrother si sub-proprietati asociate

More Related